DE19646933A1 - Vorrichtung für einen thermostatgeregelten, pumpengesteuerten Kühlmittelumlauf einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Vorrichtung für einen thermostatgeregelten, pumpengesteuerten Kühlmittelumlauf einer BrennkraftmaschineInfo
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- G05D23/132—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids with temperature sensing element
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für einen thermostatgeregelten,
pumpengesteuerten Kühlmittelumlauf einer Brennkraftmaschine der im Oberbegriff
des Patentanspruches 1 beschriebenen Bauart.
Zur Erzielung einer kompakten bzw. niedrigen Bauweise einer derartigen Vorrich
tung mit einem Thermostatventil ergibt sich der Umstand, daß die beiden Ventile
dem Einlaufbereich des pumpenseitigen Motorvorlauf-Anschlusses eng benachbart
sind, so daß bei einem geöffneten Ventil ein nicht unwesentlicher Anteil des jewei
ligen der Thermostatvorrichtung zuströmenden Kühlmittels über den Motorvorlauf-
Anschluß abgesaugt ist. Nachteiligerweise sind mit der damit gegebenen
unzureichenden Beaufschlagung des Dehnstoffelementes die für die
Betriebsöffnungstemperatur sowie für den Regelbereich des Hauptventiles
vorbestimmten Mischtemperaturen kaum zu erreichen.
Bekanntlich bevorzugt ist eine hohe Betriebsöffnungstemperatur des Thermostat
ventils bei einer kennfeldgesteuerten Kühlung der Brennkraftmaschine, wobei die
Betriebsöffnungstemperatur über das Dehnstoffelement festgelegt ist. Um bei einer
hohen Betriebsöffnungstemperatur eine dauerzulässige Kühlmitteltemperatur am
Motoraustritt sicherzustellen, ist in der Mischkammer der Thermostat-Vorrichtung
für das Dehnstoffelement die Einhaltung einer vorbestimmten Mischtemperatur
besonders wichtig.
Diese Mischtemperatur wird bis zum Erreichen der Beharrungs- bzw. Regeltempe
ratur des Thermostatventiles dadurch erreicht, daß das Dehnstoffelement einerseits
in der Mischkammer vom heißen Kühlmittel des internen Kühlmittelumlaufes
beaufschlagt ist und zum anderen bei bereits geöffnetem Hauptventil über das aus
dem Kühlervorlauf relativ kalte Kühlmittel aus dem externen Kühlmittelumlauf an
geströmt ist. Da die jeweilige Beaufschlagung des Dehnstoffelementes mit einem
heißen und einem kalten Kühlmittelanteil wesentlich von der Pumpendrehzahl und
vom Öffnungsgrad des jeweiligen Ventils abhängt, ergibt sich mit einem den beiden
Ventilen baulich eng benachbarten Einlaufbereich des pumpenseitigen Motor
vorlauf-Anschlusses ein verstärktes Absaugen des einen oder anderen Kühl
mittelanteils, wodurch die gewünschte bzw. vorbestimmte Mischtemperatur nicht
erreicht ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung
mit einem Thermostatventil die Beaufschlagung des Dehnstoffelementes zur Aus
bildung einer vorbestimmten Mischtemperatur zu verbessern.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 gelöst und zwar in der Weise, daß
eine dem Einlaufbereich des Motorvorlauf-Anschlusses stromauf zugeordnete
Strömungslenkeinrichtung in der Mischkammer derart angeordnet ist, daß das
Dehnstoffelement zumindest von einem über eines der offen gesteuerten Ventile
zuströmenden Kühlmittel verstärkt beaufschlagt ist.
Mit der Erfindung wird in vorteilhafter Weise über den Pumpensog mit dem jeweili
gen Kühlmittelanteil eine verstärkte Beaufschlagung des Dehnstoffelementes bzw.
eine verstärkte Durchmischung von Kalt- und Heiß-Kühlmittel in der Mischkammer
erzielt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die
Strömungslenkeinrichtung als eine einem ventilseitigen Abschnitt des Ein
laufbereiches des Motorvorlauf-Anschlusses vorgeblendete Leitschaufel gestaltet ist,
die sich stromab des Hauptventils und/oder des Kurzschlußventils etwa über den
jeweiligen Umfangsbereich erstreckt.
Die jeweilige Leitschaufel dient in vorteilhafter Weise der Lenkung des kalten
und/oder heißen Kühlmittels in Richtung des Dehnstoffelementes und wirkt ferner
in einem gewissen Umfang als Einlaufdrossel des Motorvorlaufes mit dem Vorteil
einer intensiven Durchmischung von Heiß- und Kalt-Kühlmittel in der Mischkammer.
Je nach Ausmaß der Beaufschlagung kann die jeweilige Leitschaufel in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung entweder als ein Teil eines Kegelmantels oder als ein
Teil eines Zylindermantels gestaltet sein. Weiter kann die jeweilige Leit-Schaufel
entweder am Gehäuse oder an einem als Einsatz ausgebildeten Thermostatventil
angeordnet bzw. ausgebildet sein.
Die Erfindung ist anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Beispiele einer Vor
richtung für einen thermostatgeregelten, pumpengesteuerten Kühlmittelumlauf einer
Brennkraftmaschine beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Thermostatanordnung mit einer kegelmantelartigen Leitschaufel,
Fig. 2 eine Thermostatanordnung mit einer zylindermantelartigen Leit
schaufel.
Eine Vorrichtung 1 umfaßt zur Regelung eines inneren und äußeren, jeweils nicht
dargestellten Kühlmittelumlaufes einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine ein
Thermostatventil 2 in einem Gehäuse 3, das mit einem Anschluß 4 für einen Küh
lerrücklauf sowie mit einem Anschluß 5 für einen pumpenseitigen Motorvorlauf,
einem Anschluß 6 für einen Motorrücklauf sowie mit einem Anschluß 7 für eine
Fahrzeugheizung ausgerüstet ist. Das Thermostatventil 2 ist mit einem mittels eines
im wesentlichen heißseitig angeordneten Dehnstoffelementes 8 betätigten
Hauptventil 9 ausgerüstet sowie mit einem Durchbrechungen 10 aufweisenden
Kurzschlußventil 11 zur Steuerung von Durchbrechungen 12 in einem als Drossel
ventil dienenden Warmlaufventil 13, das der Mündung des Anschlusses 6 des Mo
torrücklaufes zugeordnet ist.
Über das Hauptventil 9 des Thermostatventiles 2 ist zwischen dem kühlerrücklauf
seitigen Anschluß 4 und dem pumpenseitigen Motorvorlauf-Anschluß 5 der Kühl
mittelzufluß zu einer das Dehnstoffelement 8 umgebenden Mischkammer 14 in dem
Gehäuse 3 temperaturabhängig geregelt. Dieser Zufluß an kaltem Kühlmittel aus
dem Kühlerrücklauf dient der Kaltbeaufschlagung des Dehnstoffelementes 8,
während über die Durchbrechungen 12 und 10 des Warmlaufventiles 13 und des
Kurzschlußventiles 11 eine Heißbeaufschlagung des Dehnstoffelementes 8 bewirkt
ist, wobei über die Mischung der kalten und heißen Kühlmittelanteile in der Misch
kammer 14 eine am Dehnstoffelement 8 wirksame Mischtemperatur erzielt ist.
Der vorbeschriebene Mischvorgang beginnt mit Überschreiten einer vorbestimmten
Betriebsöffnungstemperatur des Thermostatventiles 2 bzw. des Dehnstoffelementes
8 und endet im wesentlichen mit Erreichen einer vorbestimmten Regeltemperatur,
wobei im Regelbereich des Hauptventiles 9 der Anschluß 6 des Motorrücklaufes
über das Kurzschlußventil 11 geschlossen ist.
Bei bevorzugt hoher Betriebsöffnungstemperatur - beispielsweise über 100°C - ist
der vom Hauptventil 9 zwischen diesem und seinem gehäuseseitigen Ventilsitz 15
freigegebene Strömungsquerschnitt relativ klein, was in Verbindung mit einem auf
grund einer kompakten Bauweise der Vorrichtung 1 relativ eng benachbarten An
schluß 5 des pumpenseitigen Motorvorlaufes in nachteiliger Weise eine nicht uner
hebliche Absaugung an insbesondere heißem Kühlmittel zur Folge hat. Damit ist
das Ausmaß der Kaltbeaufschlagung des Dehnstoffelementes 8 verstärkt und die
Einstellung einer relativ hohen Mischtemperatur für das Dehnstoffelement 8 zur
Erzielung einer dauerbetriebszulässigen Temperatur des Kühlmittels am Motor
austritt kaum erreichbar.
Dieser Nachteil ist erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß eine den Einlauf
bereich 16 des Motorvorlaufanschlusses 5 stromauf zugeordnete Strömungs
lenkeinrichtungen 17, 17' in der Mischkammer 14 derart angeordnet ist, daß das
Dehnstoffelement 8 von den über die offenen Ventile 9 und 11 zuströmenden
Kühlmittelanteilen verstärkt beaufschlagt ist. Vorzugsweise ist die eine Strömungs
lenkeinrichtung 17 als eine einem hauptventilseitigen Abschnitt 18 des Einlauf
bereiches 16 des Motorvorlauf-Anschlusses 5 vorgeblendete Leitschaufel 19 gestal
tet, die sich stromab des Hauptventiles 9 etwa über dessen halben Umfang er
streckt, wogegen die andere Strömungslenkeinrichtung 17' vom Warmlaufventil 13
gebildet ist.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Leitschaufel 19 zur Erzielung einer wirksamen
Durchmischung in der Mischkammer 14 als ein Teil eines Kegelmantels gestaltet
mit einer relativ starken Ablenkung in Richtung des Dehnstoffelementes 8 bzw. der
anderen Strömungslenkeinrichtung 17'.
Die dem Einlaufbereich 16 des Motorvorlauf-Anschlusses 5 vorgeblendete Leit
schaufel 19 wirkt als eine Einlaufdrossel.
Wie aus der Fig. 1 weiter ersichtlich, ist die Leitschaufel 19 am Gehäuse 3 der
Vorrichtung 1 angeordnet. Denkbar ist ferner, diese an einem als Einsatz ausge
bildeten Thermostatventil 2 anzuordnen.
Das Dehnstoffelement 8 des Thermostatventils 2 kann zusätzlich elektrisch beheizt
sein.
Die Vorrichtung 1' der Fig. 2 ist mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung 1 im
grundsätzlichen Aufbau bis auf das Warmlaufventil 13 identisch, so daß gleiche
Teile mit gleichen Bezugsziffern belegt sind. Das Gehäuse 3 der Vorrichtung 1' ist
einschließlich seines mit dem kühlerrücklaufseitigen Anschluß 4 ausgebildeten
Deckels 3' in Guß ausgeführt. Die erfindungsgemäße Strömungslenkeinrichtung 17
ist als an dem Deckel 3' integrierte Leitschaufel 19' gestaltet, die einem haupt
ventilseitigen Abschnitt 18 des Einlaufbereiches 16 des Motorvorlauf-Anschlusses 5
vorgeblendet ist und sich stromab des Hauptventils 9 etwa über dessen halben
Umfang als ein Teil eines Zylindermantels erstreckt.
Um bei geöffnetem Kurzschlußventil 11 ein nachteiliges Absaugen von heißem
Kühlmittel aus dem Anschluß 6 des Motorrücklaufes über den Anschluß 5 des
pumpenseitigen Motorvorlaufes gering zu halten, weist das Gehäuse 3 einen zylin
drischen Kragen 20 als weitere Strömungslenkeinrichtung 17' auf. Dieser Kragen 20
ist relativ zur Leitschaufel 19' derart angeordnet und bemessen, daß in der
Mischkammer 14 relativ stabile Mischtemperaturen erzielt sind bei niedrigen
Kühlmitteldurchsätzen.
Claims (6)
1. Vorrichtung für einen thermostatgeregelten, pumpengesteuerten Kühl
mittelumlauf einer Brennkraftmaschine,
- - umfassend ein mit Anschlüssen (4, 5, 6, 7) für einen inneren und äußeren Kühlmittelumlauf versehenes Gehäuse (3) für ein Ther mostatventil (2) mit einem im wesentlichen heißseitig angeordneten Dehnstoffelement (8), das
- - ein dem kühlerrücklaufseitigen Anschluß (4) zugeordnetes Haupt ventil (9) sowie ein dem Motorrücklauf-Anschluß (6) zugeordnetes Kurzschlußventil (11) steuert, wobei
- - an dem eine Mischkammer (14) begrenzenden Gehäuse (3) zwi
schen beiden Ventilen (9, 11) ein pumpenseitiger Motorvorlauf-An
schluß (5) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, - - daß eine dem Einlaufbereich (16) des Motorvorlauf-Anschlusses (5) stromauf zugeordnete Strömungslenkeinrichtung (17, 17') in der Mischkammer (14) derart angeordnet ist,
- - daß das Dehnstoffelement (8) zumindest von einem über eines der offen gesteuerten Ventile (9, 11) einströmenden Kühlmittel verstärkt be aufschlagt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Strömungslenkeinrichtung (17, 17') als eine einem ventilseitigen Abschnitt (18) des Einlaufbereiches (16) vorgeblendete Leitschaufel (19, 19'; 20) gestaltet ist, die
- - sich stromab des Hauptventils (9) und/oder des Kurzschlußventils (11) jeweils zumindest über den jeweiligen halben Umfang erstreckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leit
schaufel (19, 19'; 20) als ein Teil eines Kegelmantels oder als ein Teil eines
Zylindermantels gestaltet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweilige Leitschaufel (19, 19'; 20) am Gehäuse (3; 3') oder an einem
als Einsatz ausgebildeten Thermostatventil (2) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Leitschaufel (19') an einem Deckel (3') des Gehäuses (3) in tegriert angeordnet ist, und
- - als Teil eines Zylindermantels gestaltet sich stromab des Haupt ventils (9) etwa über dessen halben Umfang erstreckt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der im wesentlichen zylindrischen Leitschaufel (19') am Gehäuse
deckel (3') diametral im Gehäuse (3) ein das Kurzschlußventil (11) um
gebender Kragen (20) als Strömungslenkeinrichtung (17') zugeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996146933 DE19646933A1 (de) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | Vorrichtung für einen thermostatgeregelten, pumpengesteuerten Kühlmittelumlauf einer Brennkraftmaschine |
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DE1996146933 DE19646933A1 (de) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | Vorrichtung für einen thermostatgeregelten, pumpengesteuerten Kühlmittelumlauf einer Brennkraftmaschine |
Publications (1)
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ID=7811563
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DE1996146933 Withdrawn DE19646933A1 (de) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | Vorrichtung für einen thermostatgeregelten, pumpengesteuerten Kühlmittelumlauf einer Brennkraftmaschine |
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